Regulación de GLUT2 y GLUT4 en células hepáticas tratadas con el extracto acuoso de Tillandsia usneoides Linneo Public Deposited
La Diabetes Mellitus (DM) es un grupo de alteraciones metabólicas que se caracterizan por niveles elevados de glucosa en sangre, como resultado de defectos en la secreción y/ o acción a la insulina afectando el metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas generando hiperlipidemia e hiperglucemia . Esta patología se clasifica en cuatro tipos de diabetes: diabetes mellitus tipo 1 (DT1), diabetes mellitus tipo 2 (DT2), diabetes gestacional (DG) y diabetes generada por factores genéticos y farmacológicos . La DT2 constituye aproximadamente el 80 - 90% de los casos de diabetes y se debe a una combinación de resistencia periférica a la acción de la insulina y una respuesta secretora inadecuada de las células β pancreáticas, generando un estado de intolerancia a la glucosa o resistencia a la insulina en tejido muscular, adiposo y hepático . A pesar de que en estos tejidos el balance energético es importante, el hígado es uno de los primeros órganos susceptibles a la hiperglucemia inducida, lo que puede conducir a la lesión de los tejidos de este órgano . El hígado contiene diferentes tipos celulares, sin embargo, los hepatocitos son el principal tipo de células en el hígado (~ 80%) y desempeñan muchas funciones vitales, las cuales están relacionadas con el metabolismo de glucosa principalmente, sin embargo, un desbalance en la captación y conversión de glucosa, puede ser clave en l os pacientes con DT2 . Por lo tanto, una incapacidad para responder a la insulina en los hepatocitos conduce a un aumento en el nivel de glucosa en sangre en pacientes con DT2. Existen diversas terapias farmacológicas para contrarrestar los síntomas de la DT2, sin embargo, muchas de ellas no son efectivas para su control y es necesaria la alimentación adecuada y el ejercicio regular en el individuo. En las últimas tres décadas, a pesar de los importantes avances logrados en el tratamiento de la diabetes, el resultado del tratamiento en pacientes aún está lejos de ser perfecto. Estos tratamientos tienen algunas desventajas, incluyendo la resistencia a fármacos (reducción de la eficiencia), los efectos secundarios, e incluso toxicidad. A medida que transcurren los años su control metabólico de la DT2 es cada vez más difícil, convirtiéndose en un pr oblema de salud a nivel mundial. Esto n os ha llevado a continuar la búsqueda de nuevas alternativas para su control. En la medicina tradicional, uno de los recursos más utilizados por la población son las plantas medicinales. En México se ha reportado a Tillandsia usneoides Linneo (T. usneoides) como una planta hipoglucemiante y se ha logrado demostrar experimental mente su efecto hipoglucémico en ratones sanos, aunque e n un modelo de células RINm5F , no se observó secreción de insulina, ni modificación en las concentraciones de Ca 2+ intracelular, sugiriendo que posiblemente su mecanismo de acción no este directamente involucrado en la s célula s β pancreática s y posiblemente el efecto se genere en otros tipos celulares como las células hepáticas aumentado el fluj o de transportadores de glucosa (GLUTs) . Por lo tanto , el objetivo del presente trabajo consistió en evaluar el efecto del extracto acuoso de T. usneoides , sobre la expresión de RNAm de GLUT2 y GLUT4 , así como la activación de proteínas involucradas en el metabolismo de glucosa (GSK - 3β) en cultivo primario de hepatocitos. Para cumplir los objetivos se aislaron hepatocitos de ratón (C57BL / 6 J) y una vez establecido el cultivo, la concentración del extracto acuoso a la cual fueron tratadas las celulas fueron 1 y 5 μg/ml. Por otro lado, se incrementó la concentración de glucosa en el medio (25 m M) y se adicionaron las diferentes concentraciones del extracto . También se utilizó un tratamiento con pioglitazon a (10 μg) como control positivo . Después del tratamiento (1, 3, 6, 24 h) se cuantificó la expresión de GLUT2 y GLUT4 mediante RT - PCR en tiempo real y se midió la actividad de GSK - 3β (15 min). Los resultados muestran que el extracto acuoso de T. usneoides más glucosa, produ jo un aumento significativo en l a expresión de GLUT2, así como un aumento en la activación de GSK - 3β en cultivo primario de hepatocitos. Por lo anterior, est o abre la posibilidad de que el extracto acuoso de T. usneoides esté actuando a nivel del transporte de glucosa aumentando la actividad de GLUT2 , así como el almacenamiento de glucosa en glucógeno en tejido hepático.
Diabetes Mellitus (DM) is a group of metabolic alterations which characterizes for high blood sugar levels as result from defective insulin secretion and/or action, affecting carbohydrates, lipids and proteins metabolism generating hyperlipidemia and hyperglycemia. This pathology is classified into four types: Diabetes Mellitus Type 1 (DT1), Diabetes Mellitus type 2 (DT2), Gestational Diabetes (GD), and Diabetes caused by genetic and pharmacologic factors. DT2 constitutes approximately 80 - 90% of cases due to a combination of periphera l resistance to the insulin action and an improper secretory response from the pancreatic β cells developing an impaired glucose tolerance estate or insulin resistance in muscular, adipose and hepatic tissue. Despite in these tissues the energetic balance is important, is the liver one of foremost organs susceptible to induced hyperglycemia, which could lead to an injury of the tissues from this organ. The liver contains different cell types, however, the hepatocytes are the main cell type in it (~80%) and play many vital functions, which are related mostly with the glucose metabolism, nevertheless, an unbalance in the conversion and uptake of glucose, could be a key in patients with DT2. Therefore, an incapability to response to insulin in hepatocytes bring an increase in the blood sugar levels in patients with DT2. Currently exist many pharmacological therapies to counteract the symptoms of DT2, but many of them are not effective to control it, so, is necessary an adequate food intake and regular exercise to the patient. In the last three decades, in spite of important advances achieved in the diabetes treatment, the final result is far to be perfect. These treatments have some disadvantages, including the drug resistance (efficiency reduction), the side ef fects and toxicity. As the years go by, the metabolic control of DT2 is getting harder, becoming in a worldwide health problem. This has led us to continue the search of new alternatives to control it. Nowadays, in the traditional medicine, one of the most used resources from population are medicinal plants. In Mexico, has been reported that Tillandsia usneoides Linneo (T. usneoides) as an hypoglycemic plant and has been demonstrated experimentally such effect in healthy mice, although in a model with RINm5 F cells was not observed insulin secretion or modification in the intracellular Ca 2+ concentrations, suggesting that possibly its mechanism of action is not straightly involved in the pancreatic β cells and likely the effect is generated in other cellular types as the hepatic cells increasing the flux of glucose transporters (GLUTs). Thus, the aim of this work is to evaluate the effect of aqueous extract from T. usneoides , over the GLUT2 and GLUT4 RNAm expression, as well as the activation of proteins invo lved in the glucose metabolism (GSK - 3β) in the primary culture of hepatocytes. To fulfil the objectives mice hepatocytes, were isolated (C57BL/6J) and established a primary culture, then, the glucose concentration was increased in the culture medium (25mM) and different cell cultures treatment with aqueous extract from T. usneoides at 1 and 5 μg/ml. A cell culture treated with pioglitazone (10 μg), was used as positive control. After treatment (1, 3, 6, 24 h) the GLUT2 and GLUT4 expression was quantified u sing real - time RT - PCR, and the GSK - 3β activity was measured (15min). The results show that the aqueous extract of T. usneoides plus glucose, promotes a significant increase in the GLUT2 expression as wells as an increase in the GSK - 3β activation in the pri mary culture of hepatocytes. The above suggest that aqueous extract is acting at glucose transport level, increasing the GLUT2 activity, furthermore of the glucose storage as glycogen in hepatic tissue.
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